高中化学实验题

某实验小组用工业上废弃固体(主要成分Cu₂S和Fe₂O₃)混合物制取粗铜和Fe₂(SO₄)₃晶体，设计的操作流程如下：

（1）除酒精灯和铁架台(或三脚架)外，①中所需的容器为__________；①和⑥中都用到的玻璃仪器为________________；
（2）已知试剂x为过氧化氢，写出H₂O₂与溶液B反应的离子方程式_______________________；
（3）某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂，再滴加KSCN溶液，发现溶液变红色，放置一段时间后，溶液褪色，该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN^-被过量的氧化剂氧化所致。
现给出以下试剂：1.0 mol·L^-1硫酸、1.0 mol·L^-1NaOH溶液、0.1 mol·L^-1Fe₂(SO₄)₃；溶液、20％KSCN溶液、蒸馏水。请你设计合理实验验证该同学的猜测是否合理。简要说明实验步骤和现象________________。

(10分)聚合硫酸铁(SPFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂，其化学组成可表示为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_{3 －}   ]_m 。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解，对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程(已知SO₃的熔点为16.8 ℃)。
试剂：1.0 mol·L^－1的盐酸、1.0 mol·L^－1的KMnO₄溶液、 0.1 mol·L^－1的BaCl₂溶液、20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。  
（1）聚合硫酸铁中铁元素的化合价是________
（2）固体产物成分的探究
【实验设计】

实验步骤	现象
步骤1：取适量的固体产物于试管中，加入足量1.0 mol·L^－1的盐酸，充分振荡使固体完全溶解。	固体溶解，没有观察 到气泡，溶液呈黄色
步骤2：取少量步骤1所得溶液于试管中，加入适量20%的KSCN溶液振荡	溶液呈血红色
步骤3：另取少量步骤1所得溶液于试管中，滴入少量1.0 mol·L^－1的KMnO4溶液，振荡。	KMnO4的紫红色不褪去

【思考与判断】    根据上面的信息，可以确定固体产物的成分是________；
步骤1中发生反应的离子方程式为                                          
（3）气体产物成分的探究(不考虑水蒸气)
【提出假设】 假设1：所得气体的成分是SO₃      假设2：所得气体的成分是SO₂、O₂
假设3：所得气体的成分是            
【设计实验方案，验证假设】按下表的实验步骤写出预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中，观察溶液的颜色变化，然后加热再观察溶液的颜色变化	①                ②
步骤2：将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管(如图)，然后在U形管中加入适量0.1 mol·L^－1的BaCl2溶液，充分振荡	结合步骤1中的②

根据镁与二氧化碳的反应推测，钠也能在二氧化碳中燃烧，且固体产物可能为碳酸钠、氧化钠、碳中的两种或三种。某兴趣小组用如下装置开展两个阶段的实验探究。

I、引发CO₂与Na反应。操作步骤为：①按图连接装置，检验气密性，并往各装置中加入试剂；②打开装置a上活塞一段时间；③点燃d处酒精灯，使CO₂与Na充分反应。停止加热，继续通气体使双通直管冷却。回答下列问题：
（1）操作①时，装置b中装入的试剂是           ；
（2）步骤②时，当观察到         时，才能进入步骤③。
Ⅱ：探究反应产物及反应机理。取反应后双通管中固体物质29．2g进行如下实验：
①仔细观察固体，发现有黑色颗粒；
②将固体溶于足量的水并过滤、洗涤，得到1．8 g滤渣（干燥）；
③将滤液加水稀释配成250ml的溶液；
④取少量③的溶液，先加足量BaCl₂溶液，再加酚酞试液，观察到白色沉淀及溶液变红；
⑤取25．0mL③的溶液，用3．0mol·L^-1盐酸滴定，消耗盐酸20．00mL。回答下列问题：
（3）反应后装置d中的固体物质为           
（4）通过计算分析：29．2g残留固体中，各组分的质量各是多少?
（5）该探究条件下，钠与二氧化碳反应的化学方程式为       。

如图为实验室某浓盐酸试剂瓶标签上的有关数据，试根据标签上的有关数据回答下列问题：

（1）该浓盐酸的物质的量浓度为__________mol·L^-1。
（2）下列容量瓶的使用方法中，不正确的是____________
A．使用容量瓶前检验是否漏水
B．容量瓶用水洗净后，再用待配溶液洗涤
C．配制溶液时，如果试样是固体，把称好的固体用纸条小心倒入容量瓶中，缓慢加水至接近刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
D．配制溶液时，若试样是液体，用量筒取样后用玻璃棒引流倒入容量瓶中，缓慢加水至刻度线1～2cm处，用胶头滴管加蒸馏水至刻度线。
E．盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转多次，摇匀。
（3）某学生欲用上述浓盐酸和蒸馏水配制480 mL物质的量浓度为0.200 mol·L^-1的稀盐酸。
① 该学生需要用量筒量取________mL上述浓盐酸进行配制。
② 在配制过程中，下列实验操作会使所配制的稀盐酸的物质的量浓度偏大的有___________
A．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容。
B．用量筒量取浓盐酸时俯视观察凹液面
C．在容量瓶中定容时俯视刻度线。
D．定容后把容量瓶倒置摇匀，发现液面低于刻度线，又加水至刻度线。

胆矾晶体是硫酸铜的结晶水合物，其化学式为CuSO₄•5H₂O。在加热情况下，按温度不同，胆矾晶体会历经一系列的变化，得到不同组成的固体。（第（1）（2）问用小数表示）
（1）称取0.10g含有杂质的胆矾试样于锥形瓶中，加入0.10 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.10 mol/L硫酸滴定到终点，消耗硫酸10.08 mL，则试样中胆矾的质量分数为________（已知：CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄；试样中杂质不与酸碱反应）
（2）将1.250 g纯净的胆矾晶体置于坩埚中加热一段时间，测得剩余固体质量为0.960 g。剩余固体中结晶水的质量分数为__________(保留三位小数)。
（3）将无水硫酸铜加热至650℃以上，可得到黑色的氧化铜与三氧化硫、二氧化硫和氧气的混合气体。现将9.600 g无水硫酸铜充分加热分解为氧化铜，将生成的气体通过足量的吸收剂（碱石灰），吸收剂增重4.416 g。则最终吸收剂中硫酸盐与亚硫酸盐的物质的量之比为        
（4）取x g铜镁合金完全溶于浓硝酸中，反应过程中硝酸被还原只产生8 960 mL的NO₂气体和672 mL N₂O₄的气体(都已折算到标准状态)，在反应后的溶液中加足量的氢氧化钠溶液，生成沉淀质量为17.02 g。则x等于           

.二氧化氯（ClO₂）是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，是一种黄绿色的气体，易溶于水。
Ⅰ．（1）ClO₂可由KClO₃在H₂SO₄存在的条件下与Na₂SO₃反应制得。则该反应的氧化产物与还原产物的物质的量之比是　　　　　。
Ⅱ．实验室也可用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂的流程如下：

（2）写出电解时发生反应的化学方程式：                                        ；
（3）除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是          ；（填序号）

A．饱和食盐水

B．碱石灰

C．浓硫酸

D．水

（4）测定ClO₂（如图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO₂气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定 (I₂+2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－)，共用去VmL硫代硫酸钠溶液。

①装置中玻璃液封管的作用是                  ；
②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式   　                ；
③滴定终点的现象是：                              。
④测得通入ClO₂的质量m(ClO₂)=                  。（用含c、V的代数式表示）
（5）用ClO₂处理过的饮用水（PH为5.5~6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子ClO₂^—。2001年我国卫生部规定，饮用水的ClO₂^—含量应不超过0.2mg/L。若饮用水中
ClO₂^—的含量超标，可向其中加入适量的某还原剂，该反应的氧化产物是      （填化学式）。

中学化学中几种常见物质的转化关系如图所示，且已知将F的饱和溶液滴入沸水中，煮沸可得到以H为分散质的红褐色胶体。

请回答下列问题：
（1）红褐色胶体中H粒子的直径大小范围                                  ；
（2）写出D的一种工业用途：                                            ；
（3）①写出H₂O₂的电子式：                                    ；
②写出B→G的离子方程式                                 ；
（4）若A、B恰好完全反应，将产物C与足量盐酸反应得到a mol气体，另取等质量B与足量盐酸反应得到b mol气体，a:b=5:7，则A的化学式为                 ；
（5）用石墨作电极，电解G加入过量盐酸后的溶液（如右图），两极产生气 泡。持续电解一段时间，在X极附近的溶液中还可观察到的现象 是                                 ，解释此现象的离子方程式是                                     。
断开电源，将电解后的溶液倒入烧杯中充分搅拌，现象是                   ，原因是                                    。

大多数非金属元素有含氧酸根离子，某些金属元素也有含氧酸根离子：
MnO₄^－、MnO₄^2－、Cr₂O₇^2－等。某无机盐M是一种优良的氧化剂，为确定其化学式，某小组设计并完成了如下实验：

已知：
①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成，其原子个数比为2：1：4
②如图中，将1.98g该无机盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入1.12g还原铁粉，整个过程无气体生成，恰好完全反应得混合溶液N．
③该小组同学将溶液N分为二等份，分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验．
④在路线Ⅱ中，首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全，过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe₂O₃粉末1.20g；再将滤液在一定条件下蒸干，只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W．
请按要求回答下列问题：
（1）由路线Ⅰ的现象可知，溶液N中含有的阳离子是                ．
（2）由实验流程图可推得，含氧酸盐W的化学式是              ；由路线Ⅱ可知，1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为           g．
（3）无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为         ．

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应。
2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）实验应避免有害气体排放到空气中。装置③④⑥中盛放的药品依次是：
                、               、             。
（2）装置①中发生反应的化学方程式是                              。
（3）装置②的作用是                   ，发生反应的化学方程式是                     。
（4）若①中消耗铜片12.8g，产生的氮氧化物与O₂完全反应转化为硝酸，试计算消耗标准状况下O₂的体积为          L。
（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是                            。
（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）              。

A．加热该绿色溶液，观察颜色变化

B．加水稀释该绿色溶液，观察绿色变化

C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化

D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下实验，实验装置如图所示。

实验步骤：
①先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；
②加热A试管，B中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；
③将铜丝向上抽动离开液面。
（1）试管中发生反应的化学方程式为_____________________________．
（2）能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象_________________________．
（3）在盛有BaCl₂溶液的C试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式	__________	______________

写出其中SO₂显示还原性的反应的离子方程式___________________．
（4）实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管E存在，B中的液体不会倒吸入A中，其原因是___________________________________________．
（5）实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是_______________________．

溴苯是一种常用的化工原料。实验室制备溴苯的实验步骤如下：
步骤1：在a中加入15 mL苯和少量铁屑，再将b中4.0 mL液溴慢慢加入到a中，充分反应。
步骤2：向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑。
步骤3：滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL 水洗涤，分液得粗溴苯。
步骤4：向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤即得粗产品。

	苯	溴	溴苯
密度/g·cm^－3	0.88	3.10	1.50
沸点/℃	80	59	156
在水中的溶解度	微溶	微溶	微溶

（1）仪器d的作用是               。
（2）将b中的液溴慢慢加入到a中，而不能快速加入的原因是                        。
（3）仪器c的作用是冷凝回流，回流的主要物质有                    (填化学式)。
（4）步骤4得到的粗产品中还含有杂质苯。已知苯、溴苯的有关物理性质如上表，则要进一步提纯粗产品，还必须进行的实验操作名称是                 。

（Ⅰ）气体制备时须先检查装置的气密性，下列各图所示装置，肯定不符合气密性检查要求的是　　　　　。

(Ⅱ）下面是中学化学实验中常见的几种仪器：
a．量筒    b．容量瓶    c．分液漏斗    d．托盘天平   e．温度计
（1）其中标示出仪器使用温度的是            （填编号）。
（2）称取10.5g固体样品（1g以下使用游码）时，将样品放在了天平的右盘，则所称样品的实际质量为            g。
（3）使用前要检查仪器是否漏液的是            （填编号）。
（Ⅲ）实验室需要95 mL 1.0 mol·L^－1稀硫酸，现用98%的浓硫酸(其密度为1.84 g/mL)来进行配制。若实验仪器有:
A．100 mL量筒       B．托盘天平          C．玻璃棒        D．250 mL容量瓶
E．10 mL量筒         F．胶头滴管        G．50 mL烧杯    H．100 mL容量瓶
（1）需量取浓硫酸的体积为            mL。
（2）实验时选用的仪器有(填序号)           
（3）配制过程中，下列情况会使配制结果偏高的是(填序号)             
A．将稀释的硫酸液转移至容量瓶后，未洗涤烧杯和玻璃棒。
B．将烧杯内的稀硫酸向容量瓶中转移时，因操作不当使部分稀硫酸溅出瓶外。
C．未冷却至室温就定容。
D．用胶头滴管加水时，俯视观察溶液凹液面与容量瓶刻度相切。
E．容量瓶使用时未干燥
F．定容后经振荡、摇匀、静置，发现液面低于刻度线，再加蒸馏水补至刻度线

实验室制取SO₂的反应原理为：Na₂SO₃＋H₂SO₄(浓)==Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O。
请用下列装置设计一个实验，以测定SO₂转化为SO₃的转化率：
转化率=
二氧化硫熔点（℃）：-72.7，沸点（℃）：-10
三氧化硫熔点（℃）：16.8，沸点（℃）：44.8

（1）这些装置的连接顺序（按气体左右的方向）是
     →     →     →     →     →     →     →     （填各接口的编号）。
（2）实验时甲仪器的作用是                                 。
（3）从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是                                         。
（4）Ⅳ处观察到的现象是                                        。
（5）用n mol Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间后，称得Ⅲ处增重mg，则本实验中SO₂的转化率为                。

(10分)已知：溴单质(Br₂₎、化合物与氯的性质相似，溴单质的水溶液呈黄色，溴单质的四氯化碳溶液呈橙红色。在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴液态溴单质，振荡后溶液变为黄色。
⑴甲同学认为这不是发生化学反应所致，使溶液变黄色的物质是　　　　　　（填化学式，下同）；乙同学认为这是发生化学反应所致，使溶液变黄色的物质是　　　　　　　　。
⑵现提供如下试剂：

A．酸性高锰酸钾溶液

B．氢氧化钠溶液

C．四氯化碳

D．硫氰化钾溶液

实验证明乙同学的推断是正确的，请用三种方法加以验证，写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象：

	选用试剂(代号)	实验现象
第一种方法
第二种方法
第三种方法

⑶根据上述实验推测，若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是　　　　　　　。

NO很容易与许多分子迅速发生反应，科学家发现在生物体中不断地产生NO，用于细胞间传递信息；NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。
Ⅰ．（1）实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为________________________。
（2）NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图所示。

①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填选项编号)。

A．铁

B．铝

C．铂

D．玻璃

②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是________（用化学方程式表示）。
（3）以下收集NO气体的装置，合理的是________(填选项代号)。

（4）假设实验中12.8 g Cu全部溶解，需要通入标况下________L O₂才能使NO全部溶于水。
Ⅱ.用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染的角度考虑，下列4种方法中最好的是________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。
甲：铜硝酸铜
乙：铜硝酸铜
丙：铜氯化铜硝酸铜
丁：铜氧化铜硝酸铜。